개요
- 점차 낮아지는 부하율 및 발전설비의 저부하 운전에 따른 효율 악화문제와 더불어 대용랭발전설비의 확대에 따른 예비율 확보 문제를 양수발전소가 담당하였다
- 그러나 양수발전은 입지조건은 입지조건의 까다로움과 수용가와의 거리문제 및 효율이 비교적 낮아 확대설비가 어려운 실정으로 초전도 전력에너지 장치의 개발 필요성이 늘어나게 되었다
- 전력저장장치는 발전 공급량과 수요량의 격차를 효과적으로 조절하기 위한 설비이다
- 특히 신재생분산전원의 경우 출력변동이 심하여 연속적 공급이 불가능하므로 과잉 공급시 저장하였다가 수요가 늘어날 때 공급할 수 있는 시스템인 전력저장장치의 중요성이 대두되고 있다.
전력저장장치 필요성 구비조건
1)전력장치의 필요성
- 전력품질 보상
- 출력변동 표준화
- 설비 이용률 향상
- 예비력 확충 및 발전원가 절감
2)구비조건
- 경제성, 신뢰성, 안정성
- 저장 밀도와 저장 용량이 커야 한다
- 장시간 저장이 가능
- 높은 변환효율
구성
- 잉여전력이나 야간의 저부하 시 생산된 전력을 저장하여 전력수요peak 또는 필요시 저장된 전력을 사용하여 에너지를 효율적으로 사용
분류(종류)
1)에너지 저장 형태에 따른 분류
- 열에너지 : 축열(빙축열, 심야온수 등)
- 전기화학 : 이차전지, 슈퍼 커패시터, 수소 저장
- 전자기 에너지 : 초전도 코일
- 역학적 에너지 : 양수발전, 압축공기 저장, 플라이 휠 저장
2)종류
| 종류 | 장점 | 단점 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 납축전지 | 저렴하다 모듈화 가능 | 저 에너지 밀도 짧은 수명 납사용규제 가능성 | 기숭안정성,가장 보편적 |
| 니켈수소전지 | 고출력 밀도 | 저에너지밀도 짧은 수명 | HEV적용 |
| 리튬전지 | 고에너지 밀토 고전압 | 고가 저출력 밀도 보호회로 필요 | 대용량, 긴 수명화 추진중 |
| 레독스 플로전지 | 대형화 가능 용량증설 유리 상온작동 초기비용낮음 | 저에너지 밀도 | 용량제한 없음 (15[MW]보급완료) |
| 나트륨-유황 전지 | 고출력 밀도 고효율 | 고온 작동형 (300[]이상) 고가 부가장치 필요 | 운전단가 높음, 대용량 모듈화 |
| 초고용량 커패시터 | 고출력 밀도 반영구적 수명 | 저에너지 밀도 고가 | 단시간용 적합 |
| 양수발전 | 긴 수명 대용량 | 초기 비용 고가 부가장치 제한지역 운전지연시간 | 운전단가 낮음 |
| 초전도 코일 | 고출력 특성 | 초전도 냉각 시스템 | 대출력 가능 |
| 플라이휠 저장 | 안전성 높음 | 고비용 | |
| 압축공기저장 | 대형화 유리 | 입지조건 저효율 | 대용량 장수명 |
| 수소저장 | 대용량 긴수명 효율우수 | 저내조 및 연료전시 시스템 필요 | 수소저장 탱크 |
전력저장 장치의 적용
- 이차전지
전자제품, 전기자동차, 전원 변동부하 보상, 신재생 및 계통 연계형 전력저장
- 슈퍼캐패시터
중대형 UPS, 분산전원시스템, 하이브리드 전원, 고품질 전원공급용
- 초전도 코일
반도체 제조회사, 전력회사 및 군용, 공공업계 및 은행, 통신 데이터 센터
- 플라이 휠 저장
UPS용, 계통 연계 에너지 저장
- 압축공기 에너지 저장
100[MW]이상 발전소용, 부하관리용
- 양수발전
원전의 잉여 전기 저장 및 공급 부하관리용
- 수소저장
계통연계 에너지 저장, 부하관리용
결론
- 신재생 에너지의 보급과 함께 스마트 그리드의 핵심으로 전력품질, 그리고 에너지 사용의 효율화를 극대화시킬 수 있는 전력장치이다
- 저장장치 고효율화, 고역률 변환장치 개발이 이루어져 보급되어야 하고 실용화가 앞당겨져야 한다